[发明专利]用于射频识别标签的静电保护电路

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，更进一步涉及半导体集成电路技术领域的一种用于射频识别(Radio Frequency Idenfication，RFID)标签的静电保护电路。本发明可用于保护RFID标签芯片，也可用于保护低压射频输入的功能模块。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Idenfication，RFID)是一种非接触的自动识别技术，其原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别，它通过射频信号自动识别目标并获取相关数据。而无源超高频射频识别技术(UHF RFID)以其远距离、高速度和低成本已经成为RFID技术的研究热点，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。随着集成电路制造技术的发展，特征尺寸的不断缩小，使得静电放电保护ESD(Electrostatic Discharge)对集成电路的影响也越来越大。据统计，集成电路1/3以上的失效是由静电放电保护ESD引起的。为了减小ESD对集成电路的不利影响，提高集成电路的可靠性和性能，最有效的方法就是在集成电路内部加入各种ESD保护电路。

华中科技大学拥有的专利技术“一种适用于射频识别标签芯片的静电保护电路”(专利号ZL200720084698.5，授权公告号CN 201041676Y)公开了一种适用于射频识别标签芯片的静电保护电路，该电路包括电压比较器电路和电流泄放电路。电压比较器电路用于检测和比较电压值，而电流泄放电路用于泄放静电脉冲和射频高压，从而仅用一个电路就实现了ESD保护功能和射频限压的作用。但是该专利存在的不足是：一是利用大尺寸的MOS晶体管和电阻，引入较大的寄生电容的同时还占用了较大的芯片面积，二是电路的启动电压较高不适合低压应用的场合。

成都智金石科技有限公司申请的专利技术“用于RFID标签芯片的ESD保护电路”(申请号201010028142.0，申请公告号CN 102136722A)公开了一种适用于RFID标签芯片的静电保护电路。该ESD保护电路包括泄放信号触发模块和电流泄放模块，泄放信号触发模块包括弱保持减速模块和RC延迟模块，由奇数个反相器彼此首尾相连的方式连接到PMOS管的栅极和源极之间，组成一个弱保持减速模块，保证在ESD放电过程中PMOS的源极始终为高电平；由N-WELL电阻和MOS电容组成RC延迟模块RC电路的响应时间大于ESD电压信号的作用时间，确保ESD模块能够准确工作；电流泄放模块的主要任务就是泄放ESD作用下的电流。但是该电路仍然存在的不足是，使用了N-WELL电阻和PIP电容仍然占用了较大的芯片面积。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种用于射频识别标签的静电保护电路。本发明为了提升射频识别标签的性能，在设计静电放电保护电路时，采用集成PNP双极晶体管和集成NPN双极晶体管结构，减小了静电放电保护电路占用的芯片面积和引入的寄生电容，降低了静电放电保护电路的启动电压。

为实现上述目的，本发明包括通过天线端口相连的集成PNP型双极晶体管和集成NPN型双极晶体管两个部分：

集成PNP型双极晶体管由多个PNP型双极晶体管组成，PNP双极晶体管的发射极接射频识别标签的天线端口，基极和集电极短接后接地；

集成NPN型双极型晶体管由多个NPN型双极晶体管组成，NPN双极晶体管的发射极接射频识别标签的天线端口，基极和集电极短接后接地。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

第一、本发明由于采用双极型晶体管结构，克服了现有技术中使用大尺寸的MOS晶体管、集成电阻和集成电容结构的不足，使得本发明电路结构更加简单，减小了电路的面积，降低了电路引入的寄生电容，从而使静电保护电路对射频识别标签的影响更小。

第二、本发明由于利用双极型晶体管工作在反向有源区对ESD脉冲泄放，避免了现有技术中泄放ESD脉冲的能力不足，启动电压高的缺点，使得本发明提高了电路的保护能力，降低了启动电压。

附图说明

图1为本发明电路的电原理图；

图2为本发明PNP型双极晶体管的器件结构图；

图3为本发明防护ESD负向脉冲的等效电路图；

图4为本发明NPN型双极型晶体管的器件结构图；

图5为本发明防护ESD正向脉冲的电原理图。

具体实施方式：

下面参照附图对本发明作进一步详细描述。